Hőcserélők: funkció, alapfogalmak, kiválasztás/méretezés, üzemeltetés/karbantartás. Hegel István Sondex Hőcserélők Magyarország Kft.

Átírás

1 Hőcserélők: funkció, alapfogalmak, kiválasztás/méretezés, üzemeltetés/karbantartás Hegel István Sondex Hőcserélők Magyarország Kft. / Danfoss HHE

2 A hőcserélő nevével ellentétben és nem cseréli, hanem egy hőátadó felületen át, amely: Elválasztja a két közeget, hogy ne keveredjenek Hővezetéssel biztosítja a hő átadását

3 Funkció A hőtermelő berendezés és az elosztó hálózat között Az elosztó hálózat és az épület fűtési/hűtési rendszere között Fűtés Légtechnika Használati víz melegítése Hűtés

4 Hidraulikai szempontok Névleges nyomásfokozat PN6, PN10, PN16, PN25, A nyomásfokozat vonatkozhat a Konstrukcióra Lemezvastagság Keretszerkezet, csavarzat(tömítésesnél) Csatlakozásra pl. egyes esetekben találkozunk ilyennel: a hőcserélő nyomásfokozata legyen PN16, de a csatlakozása legyen PN25 megoldható, a PN25 szerinti nyomáspróba esetén a hőcserélőt ki kell zárni.

5 Beépítési javaslatok Elzáró szerelvények (szakaszoló szelepek) közel a hőcserélőhöz A szakaszoló szelepek és a hőcserélő között Feltöltő/leürítő csonk Légtelenítő csonk Tisztító csonk (kellően nagy átmérőjű) Nyomásmérő csonk Esetleg hőmérő csonk Opció Cseppgyűjtő tálca (leürítés környezetvédelem) Freccsenésvédő burkolat (személyvédelem, érintésvédelem) Elszennyeződés elleni védelem (pl. Y-szűrő, homokszűrő, iszapleválasztó)

6 Nyomásveszteség Nyomásveszteség: mindkét hidraulikai körbe be kell illeszteni! Mérése: nyomáskülönbség mérővel, vagy 2 manométerrel, ekkor: Nem áramlik: (Benoulli egyenlet)! " =! $ +&'(! "! $ =!=&'(! + =0! +! A magasságkülönbség figyelembe veendő!! $ +&'(=! " ±! + lefelé áramlásnál: +, felfelé áramlásnál:. (! $! "! ±! + =! $ +&'(! " Pl.: ha lefelé áramlik, és! $ =! " akkor! + =&'( éppen.

7 Nyomásveszteség Megengedett nyomásveszteség: " # nagy kicsi hőcserélő kisebb, olcsóbb nagyobb, drágább karbantartás olcsóbb drágább öntisztulás jobb kevésbé jó szivattyúzási munka nagy kicsi üzemeltetés drágább olcsóbb $ %&'( = *+,.%ő+, 1ő.%23é5ő 6 %&'(7889ú költség ~$ %&'( +üzemidő

8 Nyomásveszteség Gazdaságossági kérdés egy konkrét hőcserélő példáján bemutatva: 0. év: beruházási ktsg. meredekségek: áramdíj/év nyomásveszteség értékek, kpa költség ~# $%&' (üzemidő

9 Áramlási irányok Cső-a-csőben, csőköteges: egyenáram ellenáram hőmérsékletlefutások érzékelhető hőátadás esetén összetett, többjáratú pl. ellenkeresztáram A képek forrása:

10 Áramlási irányok Sík felület (lemezes hőcserélők): egyenáram ellenáram keresztáram lemezesnél jellemzően ellenáram 2-4 járatú ellenkeresztáram A fenti képek forrása:

11 Áramlási irányok Egyenáram A hideg közeg kilépő hőmérséklete nem emelkedhet a meleg közeg kilépő hőmérséklete fölé Közel állandó falhőmérséklet J pl. élelmiszeriparban követelmény lehet L Ellenáram A hideg közeg kilépő hőmérséklete a meleg közeg kilépő hőmérséklete fölé emelkedhet, tetszőlegesen megközelítheti a meleg közeg belépő hőmérsékletét J épületgépészetben mindig!! a vonalak alakja a közegek tömegáramától és fajhőjétől, azaz a hőkapacitásuktólfügg A fenti képek forrása:

12 Áramlási irányok Tiszta fázisváltozás esetei az áramlási irányok jelentősége másodlagos Egyenáram: nagyobb hőmérsékletkülönbség a belépő oldalon: könnyebben beindul a fázisváltozás kondenzáció Ellenáram: kondenzációnál nagyobb kondenz aláhűtés érhető el elpárolgásnál magasabb túlhevítés érhető el (védi a kompresszort a maradó cseppektől) elpárolgás kondenzáció elpárolgás A képek forrása:

13 Hőtechnikai alapok közegek hőkapacitása Meleg közeg lehűl: " #, a hideg közeg felmelegszik: " $ hőteljesítmény :% ~ áramló mennyiség &,( * hőfokváltozás " %=*& " meleg és hideg oldalon a +azonos! &=,( %=*,( "=- " -=*,(=*& -= % " -: az adott mennyiségű közeg hőfelvevő/hőleadó képessége: 1 C hőmérsékletcsökkenéssel ill. -növekedéssel leadott ill. felvett hő(teljesítmény) hőkapacitásáram, vízérték (víz esetén /012 /4 $ = 3 $ 7)

14 Hőtechnikai alapok közegek hőfokváltozása a leadott hő = a felvett hő:!=# $ & $ =# ' & ' a hőfokváltozások aránya: vízértékek aránya: & $ & ' = # ' # $ Δ&,+ Δ& ' Δ& $ Melyik a kisebb, melyik a nagyobb? # ()*+,, &./012,, #./012,, & ()*+,, # ()*+,, #./012,, = laposabb vonal: kisebb hőfokváltozás nagyobb vízérték meredekebb vonal: nagyobb hőfokváltozás kisebb vízérték

15 Hőtechnikai alapok hőátadás limitek a hőcserélőben levő legnagyobb hőfokkülönbség a belépő hőfokok különbsége: Δ" #$% =" #,() " +,() =" () 0 " #,+ Δ" () Δ" () Δ"+ Δ" # adott belépő paraméterek esetén az elvileg átadható maximális hő: / #$% =0 123)(( Δ" () adott hőteljesítményhez és belépő hőfokokhoz kellő minimális áramló mennyiség: 0 123)((,#24 = / Δ" () 5=!!!!!!

16 Hőtechnikai alapok hatásosság a közegek hőfokváltozása Δ" #$ értékkel arányos, és ennél csak kisebb lehet (még " &'()*## is): " +,-$## " &'()*## <Δ" #$ " &'()*## =1Δ" #$ Δ" #$ Δ" 8 Δ" 5 0 1= " &'()*## Δ" #$ = 3 +,-$## " &'()*## 3 +,-$## Δ" #$ = 4 4 5'6 1 Az arányossági tényező a 1: a hőcserélő hatásossága " +,-$## =9 " &'()*## =91Δ" #$ Tisztelettel: nemhatásfok, ilyen a hőcserélőnek nincs!

17 Hőtechnikai alapok hatásosság a!hatásosság: Tervezésnél tervezési adat Visszaellenőrzésnél, egyéb állapotok számításánál Δ+ )( a hőcserélő kiadódó jellemzője Δ+ / Δ+, "=!$ %&'()) Δ+ )( =!",-. Az átadott hő (adott térfogatáram arányoknál) arányos a Átáramló mennyiséggel Belépő hőfokkülönbséggel

18 Hőtechnikai alapok hőcsere A hőcserélő felületén átadott hő: &=() " (: (átlagos) hőátadási tényező ((O)HTC) ): hőátadó felület ": átlagos hőmérsékletkülönbség, MTD a hajtóerőa meleg és hideg közeg között MTD LMTD: ()= & " 1 ( = , -, / 1 +2= 1 +2 ( 3 " " # " $ ln " # " $ Δ" # Δ" $ " (): a hőcserélő hőátadó képessége: 1 C átlagos hőfokkülönbségnél átadott hő(teljesítmény)

19 Hőtechnikai alapok!"# A hőcserélővel szemben támasztott igény azt jelenti, hogy: mekkora (legyen) a hőcserélő hátadó képességének ($%) az aránya a közegek hőfelvevő/leadó képességéhez (&) képest: '( ) *+,-.. =? '( ) *+,-.. = = =!"# Azaz a nagyobb hőfokváltozás aránya a hajtóerőhöz képest.!"#: Numberof TransferUnits (magyarul nem tudom mi lenne a neve): a nagyobb közeg-hőfokváltozás a hajtóerő hányszorosa (legyen) Ez a hőcserélő egyik legfontosabb termikus paramétere, ami a méreteit meghatározza.

20 "=$ %&',) kicsi!:pusztán a felület növelésével arányosanlehet növelni a teljesítményt. nagy!:pusztán a felület növelésével csak igen kis mértékben lehet növelni a teljesítményt. "= ) 2=", -./011 Δ7 10 %&'= *+, -./011

21 Példa: HMV nyáron Primer: 65 $ 25 $, ) *+ =40 $ HMV: 15 $ 50 $, ) 01 =35 $ Δ) =40 $ Δ) 9: =65 $ 15 $=50 $ <= 40 $ 50 $ =0,8 >=?@,AA B CDE= 40 $ 12,33 $ =3,24

22 Példa: geotermikus hő Termál: 80 $ 42 $, * +, =38 $ Szek. : 40 $ 78 $, * 01 =38 $ Δ* =38 $ Δ* 89 =80 $ 40 $=40 $ ;= 38 $ 40 $ =0,95 ABC= 38 $ 2 $ =19

23 !"#~ % & %: lemezmagasság &: csatornaszélesség (lemeztávolság)!"#,( )*+,,

24 Nagyon nagy!"# Két-(vagy több-) járatú hőcserélőt kerüljük, mert Kihasználatlan terület à Hátsó csonkok Utánhúzás? Szétszedéskor le kell bontani a csövet Légtelenítés*?... ha van a palettán és persze befér a magas hőcserélő J *) megfelelően nagy nyomásveszteséggel lehet rendesen

25 Típusok Forrasztott Tömítéses

26 Főbb jellemzők Forrasztott Kisebb, kompakt!"40 60 ' ()* Nem szedhető szét ezért csak CIP tisztítás lehetséges Nincs javítható/pótolható alkatrésze -eldobható nem alakítható át Tömítéses Nagyobb + keretszerkezet!"25 40 ' ()* Szétszedhető Szétszedve is tisztítható, a lemezköteg külön savazható A tönkrement alkatrészek pótolhatók, hosszabb élettartam Bővíthető, átalakítható Helyszínen összeszerelhető, ha nem lehet bevinni egyben Ugyanakkora (de nem túl nagy) teljesítmény esetén: Olcsóbb Drágább

27 Alkalmazási területek Alapvetően mindkét típust lehet a távhőnél előforduló alapfeladatokra alkalmazni: Fűtés Légtechnika HMV Hűtés Csak tömítéses lehet, ha várhatóan Szétszedéssel kell majd tisztítani vízkő, pl. HMV, geotermikus alkalmazás, uszodafűtés Később bővíteni kell majd

28 Kiválasztás Tervezéshez szükséges adatok Típus, forrasztott tömítéses csőcsatlakozás Közegek (glikol koncentráció, )!",$ %&' Átvitt hő Be- és kilépő hőmérsékletek, vagy a mennyiségek Megengedett nyomásveszteségek a két oldalon A tervezési állapottól esetlegesen eltérő üzemállapotok Egyéb szempontok Max. megengedett csonksebesség Két oldal közötti max. nyomáskülönbség Méret-, súlykorlát, Kiegészítő elemek: szigetelés, csepptálca, műszerezés,

29 Szállítás

30 Beépítés

31 Csőcsatlakozás karimatömítés menetes furat a keretlemezben, benne tőcsavar Opció: gumibélés (nem kell karimatömítés) fémbélés

32 Csőcsatlakozás Gyorscsatlakozó, pl. hollander menetes csővég Ellentartani!!!

33 Indítás Colt 1911A1 Kaliber: 45 ACP Golyó: 15# Torkolati sebesség: 259 ' ( ) '*+, =5030 Csőátmérő: Csőhossz: 4 4 Áramlási sebesség: 4 ' ( ) '*+, =5650 Lassú szelepnyitás!!!

34 Karbantartás Szivárgás, folyás (tömítéses) Kis szivárgásnál nem kell mindjárt gumit cserélni, a megengedett méretig lehet szorítani* a lemezkötegen Ha csak egy helyen folyik, lemezpár ki, Ha semmi nem segít: gumicsere Tömítéshiba miatt nem keveredhet a két közeg *) Szorítani csak feszmentes, hideg állapotban szabad!

35 Karbantartás Gumicsere, gumirögzítési módok Ragasztott (nem jellemző) Mechanikus Clip, Hang-on(oldalt kilóg) Lock(nem lóg ki oldalt)

36 Karbantartás Elpiszkolódás (lerakódás, vízkő) Ellenállás-növekedés ezt érdemes figyelni Teljesítménycsökkenés ha a szabályzás már nem tud utánamenni, már késő Tisztítás CIP: lehet próbálni, a vége az, hogy szét kell szedni Szétszedéssel Nagynyomásó mosóval Áztatással

37 Összeszerelés adattábla adat Gyári méret új tömítéssel: lemezenként +0,1 0,15''

38 Köszönöm a figyelmet! Hegel István hi@sondex.hu